JP3786355B2 - スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドルモータ、特に、ハブとその中心孔内に嵌合されたシャフトとから構成される回転部材を有するスピンドルモータに関する。本発明は、さらに、前記スピンドルモータが採用された記録ディスク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク等の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクと同心に配置された回転駆動用のスピンドルモータを装置内に有している。このスピンドルモータは、主に、電機子コイルを有する静止部材と、コイルに対向するロータマグネットを有する回転部材と、回転部材を静止部材に回転自在に支持する軸受機構とから構成されている。
【０００３】
このようなスピンドルモータの一例として、シャフト回転型のスピンドルモータが知られている。このスピンドルモータでは、回転部材はハブとその中心孔内に一端が嵌合されたシャフトを有しており、静止部材は回転部材のシャフトを内周側に収容する中空円筒状のスリーブを有している。ハブは、概ね、円板形状の部材であり、外周縁に軸線方向に延びる筒状部が形成されている。筒状部の内周側にはステータコイルが設けられ、外周側の鍔部には複数の記録ディスクが固定されている。記録ディスクの固定手段としては、記録ディスクを鍔部端面にクランプするためのクランプ部材と、それをハブに固定するためのねじ部材とから構成されている。このため、回転部材にはねじ部材が螺合するためのねじ孔が形成されていることになる。また、軸受機構としては、スリーブとシャフトとの間に例えば流体動圧軸受が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
昨今の記録ディスク駆動装置が搭載されるパーソナルコンピュータ等の機器の小型化及び薄型化の傾向並びに記録ディスク駆動装置のディジタルカメラ等小型機器への応用等使用される製品の多様化によって、記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータ自体も小型化並びに薄型化することが要求されている。したがって、スピンドルモータにおいては、回転部材であるハブの薄肉化が進んでいる。
【０００５】
ハブの薄肉化が進むと、ディスク用クランプを回転部材に固定するためのネジ孔は、ハブに形成することができず、シャフトの端面に形成されるようになっている。そして、ディスク用クランプは、ねじ部材によって中心部分がたわまされることによって、その外周部からたわみ反力を記録ディスクの内周部に与えている。したがって、ハブの外周部は、常に、ディスク用クランプからのクランプ力によって、クランプ部材と反対側に押されている。
【０００６】
このようにクランプ力が作用すると、ハブがたわみ変形してしまう。そのため、ハブ／シャフト間の精度（直角度）に狂いが生じＲＲＯ(Repeatable Run-Out：繰り返し振れ）が悪化したり、あるいはハブ／シャフト間の締結が外れたりするという問題が生じる。
特に、ハブの薄肉化が進むと、ハブ／シャフトの締結区間が短くなるため、シャフトとハブの締結強度が十分に得られなくなる。そのため、前記問題がより顕著になることが考えられる。
【０００７】
以上に述べたシャフトとハブの締結強度低下の問題については、様々な対策が考えられるが、各対策はそれぞれ問題を包含している。例えば、ハブ／シャフトの圧入時の締め代を大きくする方法では、ハブ／シャフトへの負担（締結の残留応力等）が大きくなり、塑性変形が生じることで、かえって回転精度を悪化させる懸念がある。また、クランプ力を小さくする方法では、記録ディスクのズレ,飛散が懸念される。
【０００８】
本発明の課題は、ハブの中心孔に締結された回転シャフトの一端の端面にディスク用クランプをたわませるためのねじが螺合するためのねじ孔が形成されたスピンドルモータにおいて、ハブに作用するクランプ力によるハブ／シャフト締結部の不具合を適切に解消することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のスピンドルモータは、静止部材と、ハブと、シャフトと、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えている。静止部材は中空円筒状のスリーブを有する。ハブは、中心孔が形成された円板状部と、円板状部の内周縁から軸線方向に突出する筒状部とを有する。シャフトは、スリーブの内周面の半径方向内側に配置された部材であって、一端が筒状部の内周面に嵌合されている。シャフトの一端の端面には、ディスク用クランプをたわませるためのねじ部材が螺合するねじ孔が形成されている。軸受機構は、ハブ及びシャフトを静止部材に対して回転自在に支持するための機構である。ステータコイルは静止部材に固定されている。ロータマグネットは、ステータコイルに対向するようにハブに固定され、ステータコイルと協働して回転磁界を発生する。
【００１０】
このスピンドルモータでは、記録ディスク駆動装置において、ねじ部材はシャフトのねじ孔に螺合することで、ディスク用クランプをたわませている。このため、ディスク用クランプは記録ディスクをハブとの間で挟みつけている。
シャフトにねじ孔を形成することで、ハブの円板状部を薄肉化することができるが、その一方でこの構成によってハブに対するクランプ力がハブの外周部を軸線方向片側に押し付けるように作用している。そのため、クランプによってハブはたわみ変形し、ハブがシャフトに対して嵌合部において傾き、嵌合部の軸線方向先端側で締結が外れるという事態が起こりやすいと考えられる。
【００１１】
しかし、このスピンドルモータでは、ハブの筒状部がシャフトに締結されることで、ハブ／シャフト間の接触面積を十分に確保することができ、十分なハブ／シャフト締結強度を得ることができる。したがって、クランプ力が作用したときにハブとシャフトの締結が外れにくくなっている。
請求項２記載のスピンドルモータでは、請求項１において、軸受機構は、筒状部の外周面とスリーブのラジアル内周面との間に潤滑流体を保持すると共に、前記潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成された第１ラジアル軸受部を含んでいる。
【００１２】
このスピンドルモータでは、第１ラジアル軸受部は、ハブの筒状部の外周面において形成されているため、ラジアル軸受部の径が従来に比べて大きくなっている。このため、ラジアル軸受部において周速が増し、発生する動圧が大きくなる。
また、ハブとシャフトの締結強度を向上させるために締結区間を単に長く設定するだけでは、ハブ／シャフトの締結部の近傍に設けられたラジアル軸受部の寸法が制限されることになり、その結果軸受剛性等必要な回転支持力を確保することが困難になってしまう。それに対してこのスピンドルモータの構成では、第１ラジアル軸受部はハブの筒状部の外周面において形成されているため、十分な軸受剛性を確保することができる。
【００１３】
請求項３に記載のスピンドルモータでは、請求項２において、軸受機構は、シャフトの外周面においてハブの筒状部に覆われていない部分とスリーブのラジアル内周面との間に潤滑油を保持すると共に、潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成された第２ラジアル軸受部をさらに含んでいる。
このスピンドルモータでは、第２ラジアル軸受部の径は第１ラジアル軸受部の径より小さく従来と同等であるが、軸受機構全体ではラジアル動圧は大きくなっている。
【００１４】
請求項４に記載のスピンドルモータでは、請求項１において、軸受機構は、筒状部の外周面とスリーブの２つのラジアル内周面との間に潤滑流体を保持すると共に、潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成された第１及び第２ラジアル軸受部を含んでいる。
このスピンドルモータでは、第１及び第２ラジアル軸受部は筒状部の外周面に形成されているため、ラジアル軸受部の径が従来に比べて大きくなっている。このため、ラジアル軸受部において周速が増し、発生する動圧が大きくなる。
【００１５】
請求項５に記載のスピンドルモータでは、請求項４において、筒状部の外周面において第１及び第２ラジアル軸受を構成する部分の外径は同一であり、スリーブの２つのラジアル内周面の内径は同一である。
このスピンドルモータでは、２つのラジアル軸受部の同軸度が向上している。
請求項６に記載のスピンドルモータでは、請求項１〜５のいずれかにおいて、軸受機構は、シャフトのスラスト面とスリーブのスラスト面との間に潤滑流体を保持すると共に、潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成されたスラスト軸受部をさらに含んでいる。
【００１６】
このスピンドルモータでは、スラスト軸受部によってスラスト動圧を得ることができる。
請求項７に記載の記録ディスク駆動装置は、ハウジングと、ハウジングの内部に固定された請求項１〜６のいずれかに記載の前記スピンドルモータと、ハブの円板状部に固定された情報を記録できる円板状記録媒体と、記録媒体の所要の位置に情報を書込又は読み出すための情報アクセス手段とを備えている。
【００１７】
この記録ディスク駆動装置では、前述のシャフトとハブの締結強度が向上したスピンドルモータ備えていることによって、記録媒体を安定して回転させることができる。
請求項８に記載の記録ディスク駆動装置は、請求項７において、シャフトのねじ孔に螺合するねじ部材と、ねじ部材によってたわまされ記録媒体をハブにクランプするディスク用クランプとをさらに備えている。
【００１８】
この記録ディスク駆動装置では、前述のシャフトとハブの締結強度が向上したスピンドルモータ備えていることによって、記録媒体を安定して回転させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
１．第１実施形態
（１）スピンドルモータ全体の構成
図１は本発明の一実施形態としてのスピンドルモータ１の概略構成を模式的に示す縦断面図である。このスピンドルモータ１は記録ディスク駆動用スピンドルモータであり、ハードディスク等の記録ディスク駆動装置の一部を構成している。
【００２０】
なお、図１に示すＯ−Ｏがスピンドルモータ１の回転軸線である。また、本実施形態の説明では便宜上図１の上下方向を「軸線上下方向」とするが、スピンドルモータ１の実際の取付状態における方向を限定するものではない。
図１において、このスピンドルモータ１は、主に、静止部材２と、回転部材３と、回転部材３を静止部材２に回転自在に支持するための軸受機構４とを備えている。スピンドルモータ１は、さらに、静止部材２に固定されたステータ６と、回転部材３に固定されたロータマグネット７を備えており、両部材によって、回転部材３に対して回転力を与えるための磁気回路部が構成されている。
【００２１】
（２）静止部材
静止部材２は、ブラケット１０と、このブラケット１０の中央開口内に固定されたスリーブ１１とから構成されている。より詳細には、ブラケット１０の中央開口縁には軸線方向上側に延びる筒部１０ａが形成されており、その内周面にスリーブ１１の外周面が嵌合されている。また、ステータ６は筒部１０ａの外周面に固定されている。
【００２２】
スリーブ１１は、中空円筒状の部材であり、その略中央部には、軸線方向に貫通する貫通孔５１が形成されている。スリーブ１１の貫通孔５１の内周面は、軸線方向上側から下側に向かって以下の順番で並んだ、第１ラジアル内周面５３、第２ラジアル内周面５４及び下部内周面５５を有している。第１及び第２ラジアル内周面５３，５４は、軸受機構４の各ラジアル軸受部を構成している（後述）。スリーブ１１の貫通孔５１の下端は、スラストカバー１２によって閉じられている。
【００２３】
（３）回転部材
回転部材３は、軸受機構４を介してスリーブ１１に回転自在に支持された部材であって、外周部に記録ディスク８３が載置されるロータハブ１４と、ロータハブ１４の内周側に位置し、軸受機構４を介してスリーブ１１に軸支されるシャフト１５とを備えている。
【００２４】
ロータハブ１４は、概ね円板状の部材であり、静止部材２やステータ６の上方に近接して配置されている。さらに詳細には、ロータハブ１４は、主に、円板状部３１と、円板状部３１の外周縁から軸線方向下側に延びる筒状部３２と、円板状部３１の内周縁から軸線方向下側に延びる筒状部３３とから構成されている。筒状部３２，３３はともに円筒状である。
【００２５】
筒状部３２の内周面には接着等の手段によってロータマグネット７が固定されている。ロータマグネット７は、ステータ６に半径方向に微小間隙をもって対向して配置され、ステータ６と協働して回転磁界を発生する。つまり、ステータ６のコイルに通電することにより、ステータ６とロータマグネット７との電磁相互作用により、回転部材３にトルクが作用する。
【００２６】
筒状部３２の先端部には外周側に延びる鍔部３４が形成されている。この鍔部３４は、後述するディスク用クランプ８８からのクランプ力を受けるための軸線方向上側端面３５を有している。
（４）ハブとシャフトの締結構造
ハブ１４とシャフト１５は、シャフト１５の上端がハブ１４の中心孔すなわちその内周面に嵌合することで互いに締結されている。より具体的には、図２に示すように、シャフト１５の上側部４１の外周面４２が筒状部３３の内周面３８に圧入されている。なお、両周面間には締結強度向上のため接着剤が供給されていてもよい。
【００２７】
シャフト１５の上側部４１の先端外周側には、段差部４３が形成されている。段差部４３は、軸線方向上側端面４４と、外周面４５とを有し、このため段差部４３が形成された部分は、半径方向の肉厚が他の部分により短い筒状部分となっている。ハブ１４の内周縁の軸線方向上側部分には、段差部４３に対応して内周側突出部３６が形成されている。突出部３６は段差部４３に当接しており、これによりハブ１４とシャフト１５との軸線方向位置決めがなされ、さらにシャフト１５がハブ１４に対して軸線方向上側に抜け出るのが防止されている。
【００２８】
以上に述べた締結構造をさらに詳細に説明すると、筒状部３３とは、円板状部３１の軸線方向下側端面より突出した部分であり、その内周面全てがシャフト１５の外周面４２と密着している。
以上に述べた締結構造において、ハブ１４の筒状部３３に対してシャフト１５が嵌合しているため、従来に比べて締結区間・接触面積が大きくなり、締結強度が向上している。また、ハブ１４の筒状部３３はシャフト１５の肉厚の大きな部分（上側部４１）に締結されているため、段差部４３が形成された薄肉部分に締結されていた従来例に比べて、締め代を大きくすることができる。つまり、ハブ１４とシャフト１５の締結強度をさらに向上させることができる。
【００２９】
このように、ハブ１４とシャフト１５の締結強度が向上するため、半径方向の衝撃がハブ１４に加えられた場合でも、ハブ／シャフト間の精度（直角度）に狂いが生じにくい。
（５）軸受機構
軸受機構４は、回転部材３を静止部材２に対して、より具体的には、ハブ１４及びシャフト１５をスリーブ１１に対して潤滑流体を介して回転自在に支持するための動圧流体軸受機構である。軸受機構４は、第１及び第２ラジアル軸受部２１，２２と、第１及び第２スラスト軸受部２３，２４とを有している。以下、スリーブ１１，ハブ１４及びシャフト１５の構造に触れながら、各軸受部２１〜２４の構造を説明していく。
【００３０】
▲１▼ラジアル軸受部
スリーブ１１の第１ラジアル内周面５３は、図２に示すように、筒状部３３の外周面３７との間に潤滑流体８が保持されるラジアル微小間隙を確保するように対向している。第１ラジアル内周面５３には、潤滑流体８中に動圧を発生するためのヘリングボーン状動圧発生用溝が形成されている。このように、スリーブ１１の第１ラジアル内周面５３と、筒状部３３の外周面３７と、その間の潤滑流体８とによって、第１ラジアル軸受部２１が構成されている。
【００３１】
スリーブ１１の第２ラジアル内周面５４は、第１ラジアル内周面５３より小径であり、シャフト１５の外周面４２の軸線方向下側部分（ハブ１４の筒状部３３に覆われていない部分）との間に潤滑流体８が保持されるラジアル微小間隙を確保するように対向している。第２ラジアル内周面５４には、潤滑流体８中に動圧を発生するためのヘリングボーン状動圧発生用溝が形成されている。このように、スリーブ１１の第２ラジアル内周面５４と、シャフト１５の外周面４２と、その間の潤滑流体８とによって、第２ラジアル軸受部２２が構成されている。
【００３２】
以上に述べたように、第１ラジアル軸受部２１がハブ１４の筒状部３３の外周面において形成されているため、第１ラジアル軸受部２１の半径ｒ１が第２ラジアル軸受部２２の半径ｒ２に比べて大きくなっている。したがって、第１ラジアル軸受部２１では、周速が増し、発生する動圧が大きくなる。また、発生する動圧に余裕がある場合は、筒状部・スリーブ間の隙間寸法を大きくすることができるので、加工に対する要求精度が緩和され、歩留まりの改善や、加工コストの削減等、モータの低コスト化に寄与することができる。
【００３３】
なお、第２ラジアル軸受部２２の半径ｒ２は、シャフト１５の外周面４２と等しいため、従来と同じ大きさであるが、第１ラジアル軸受部２１の半径ｒ１が大きくなっているため、軸受機構４全体ではラジアル動圧は大きくなっている。
また、ハブとシャフトの締結強度を向上させるために締結区間を単に長く設定するだけでは、ラジアル軸受部がハブ／シャフトの締結部の近傍に設けられているため、寸法が制限されることになり、その結果ラジアル軸受部において軸受剛性等必要な回転支持力を確保することが困難になってしまう。それに対してこのスピンドルモータ１の構成では、第１ラジアル軸受部２１はハブ１４の筒状部３３の外周面において形成されているため、締結区間を十分に確保した上で十分な軸受剛性を確保することができる。
【００３４】
▲２▼スラスト軸受部
スリーブ１１の下部内周面５５は、貫通孔５１の下端において第１及び第２ラジアル内周面５３，５４より大径の段部５２を形成している。すなわち、段部５２は、貫通孔５１回りで軸線方向下方を向くスラスト面５６と、前述の下部内周面５５とを有している。
【００３５】
シャフト１５の下端には、スラストフランジ４６が形成されている。スラストフランジ４６は、シャフト１５の下端から半径方向外側に突設された円板状の部分であり、段部５２内においてスラスト面５６に近接して配置されている。スラストフランジ４６は、スリーブ１１のスラスト面５６に対して対向する第１スラスト面４７と、その反対側すなわちスラストカバー１２のスラスト面１２ａ側を向く第２スラスト面４８とを有している。
【００３６】
スラストフランジ４６の第１スラスト面４７及び第２スラスト面４８には、それぞれ、シャフト１５の回転にともない潤滑流体中に動圧を発生するためのヘリングボーン状動圧発生用溝がそれぞれ形成されている。このように、スリーブ１１のスラスト面５６とスラストフランジ４６の第１スラスト面４７とその間の潤滑流体８とによって、第１スラスト軸受部２３が形成されている。さらに、スラストフランジ４６の第２スラスト面４８とスラストカバー１２のスラスト面１２ａとその間の潤滑流体８とによって、第２スラスト軸受部２４が構成されている。
【００３７】
（６）ハードディスク装置の構成
以上、本発明に従う記録ディスク駆動用スピンドルモータ１の一実施形態について説明したが、本発明に従うこのスピンドルモータ１を備えた記録ディスク駆動装置としてのハードディスク装置を例に説明する。
図５に、一般的なハードディスク装置８０の内部構成を模式図として示す。ハウジング８１の内部は塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部に情報を記憶する円板状の記録ディスク８３が装着された前述のスピンドルモータ１が設置されている。加えてハウジング８１の内部には、記録ディスク８３に対して情報を読み書きする磁気ヘッド移動機構８７が配置され、この磁気ヘッド移動機構８７は、記録ディスク上の情報を読み書きするヘッド８６、このヘッドを支えるアーム８５、およびヘッドおよびアームをディスク上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部８４により構成される。
【００３８】
（７）クランプ構造
記録ディスク８３は、図１に示すように、ディスク用クランプ８８及びクランプねじ８９によってスピンドルモータ１に取り付けられている。記録ディスク８３は、軸線方向に並んで配置された３枚の部材であり、内周面がハブ１４の筒状部３２の外周面に嵌合している。また、最下部の記録ディスク８３はハブ１４の鍔部３４の軸線方向上側端面３５に当接しており、各記録ディスク８３の内周端間にはスペーサ９０がそれぞれ配置されている。
【００３９】
ディスク用クランプ８８は、例えばステンレスからなる円盤状の板ばね部材であり、自由状態では中央部が軸線方向上側に突出する湾曲形状になっている。ディスク用クランプ８８はハブ１４の軸線方向上側に近接して配置されている。ディスク用クランプ８８の中心部には中心孔８８ａが形成され、その内周縁は軸線方向上側に開いたテーパ面８８ｂとなっている。また、ディスク用クランプ８８の外周縁には、軸線方向下側に延び最上部の記録ディスク８３の側面に当接している突出部８８ｃが形成されている。
【００４０】
シャフト１５の上端面には、軸線方向に延びるようにねじ孔４９が形成されている。クランプねじ８９はねじ孔４９内に螺合しており、頭部８９ａがディスク用クランプ８８のテーパ面８８ｂに相補的に当接している。このように、ディスク用クランプ８８は、中央部がクランプねじ８９によってシャフト１５に対して軸線方向下側に付勢されて平板状になるようにたわみ、ディスク用クランプ８８はそのたわみ反力を記録ディスク８３に与えている。言い換えると、突出部８８ｃが各記録ディスク８３の内周部をハブ１４の鍔部３４に対して強く押し付けている。
【００４１】
以上に述べたようにディスク用クランプ８８を固定するクランプねじ８９はシャフト１５に固定されているため、ハブ１４に固定されている場合に比べて、クランプ力はハブ１４をたわませて変形させるように働く。具体的には、ハブ１４の外周部が軸線方向下側に移動することでハブ１４はシャフト１５に対して傾き、ハブ１４の締結内周面の上部がシャフト１５の外周面から離れるように変形するようになっている。しかし、この実施形態では、ハブ１４の筒状部３３によって両者の締結強度が向上しているため、クランプ力による不具合は生じにくい。具体的には、ＲＲＯの悪化やハブ／シャフト間の締結外れが生じにくい。
【００４２】
２．第２実施形態
この実施形態では、スピンドルモータ１の基本的な構造は前記実施形態と同様である。したがって、ここでは異なる構造の部分のみを説明する。
図３に示すように、ハブ１４の内周縁に内周側突出部３９を設け、それに対してシャフト１５の上側端面を当接させることで、ハブ１４とシャフト１５の軸線方向位置決めを行っている。
【００４３】
この実施形態では、ハブ１４の円板状部３１の内周面及び筒状部３３の内周面の軸線方向上側部分が、シャフト１５の上側部４１の外周面４２に対して締結される締結内周面３８Ａを形成している。つまり、筒状部３３の内周面の下側部分３８Ｂの径はシャフト１５の上側部４１の外径より大きくなっており、内周面下側部分３８Ｂと外周面４２との間に微小な間隙が確保されている。以上に述べたように、筒状部３３は、前記実施形態とは異なり、その一部のみがシャフト１５の外周面４２に密着している。
【００４４】
３．第３実施形態
この実施形態では、スピンドルモータ１の基本的な構造は前記実施形態と同様である。したがって、ここでは異なる構造の部分のみを説明する。
図４に示すように、ハブ１１４の筒状部１３３の配置をシャフト１１５の外周面全体を覆うようにしている。この結果、第１ラジアル軸受部１２１と第２ラジアル軸受部１２２は、筒状部１３３の外周面１３７によって形成されている。
【００４５】
以上に述べたように、第１及び第２ラジアル軸受部１２１，１２２がハブ１１４の筒状部１３３の外周面において形成されているため、シャフト１１５の外径が従来と同等であるとすると、第１及び第２ラジアル軸受部１２１，１２２の半径ｒ１が従来のラジアル軸受部の半径ｒ２に比べて大きくなっている。したがって、第１及び第２ラジアル軸受部１２１，１２２では、周速が増し、発生する動圧が大きくなる。また、発生する動圧に余裕がある場合は、筒状部・スリーブ間の隙間寸法を大きくすることができるので、加工に対する要求精度が緩和され、歩留まりの改善や、加工コストの削減等、モータの低コスト化に寄与することができる。
【００４６】
さらに、筒状部１３３の外周面１３７とスリーブ１１１の内周面１５３は、第１ラジアル軸受部１２１と第２ラジアル軸受部１２２を形成する部分がそれぞれ同径であるため、第１ラジアル軸受部１２１と第２ラジアル軸受部１２２は同一半径方向位置に配置されている。この結果、第１ラジアル軸受部１２１と第２ラジアル軸受部１２２の同軸度が向上している。
【００４７】
４．他の実施形態
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
具体的には、本発明は、前記実施形態に示された動圧軸受、スピンドルモータ又は記録ディスク駆動装置に限定されるものではない。
【００４８】
また、潤滑流体としては、潤滑油以外に空気を用いてもよい。
さらに、動圧軸受のラジアル・スラスト軸受部を構成する動圧発生溝の形状や形成位置は、前記実施形態に限定されない。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載のスピンドルモータでは、記録ディスク装置において、ねじ部材はシャフトのねじ孔に螺合することで、ディスク用クランプをたわませている。このため、ディスク用クランプは記録ディスクをハブとの間で挟みつけている。
【００５０】
シャフトにねじ孔を形成することで、ハブの円板状部を薄肉化することができるが、その一方でこの構成によってハブに対するクランプ力がハブの外周部を軸線方向片側に押し付けるように作用している。そのため、クランプによってハブはたわみ変形し、ハブがシャフトに対して嵌合部において傾き、嵌合部の軸線方向先端側で締結が外れるという事態が起こりやすいと考えられる。
【００５１】
しかし、この記録ディスク装置では、ハブの筒状部がシャフトに締結されることで、ハブ／シャフト間の接触面積を十分に確保することができ、十分なハブ／シャフト締結強度を得ることができる。したがって、クランプ力が作用したときにハブとシャフトの締結が外れにくくなっている。
請求項２記載のスピンドルモータでは、請求項１において、第１ラジアル軸受部は、ハブの筒状部の外周面において形成されているため、ラジアル軸受部の径が従来に比べて大きくなっている。このため、ラジアル軸受部において周速が増し、発生する動圧が大きくなる。
【００５２】
また、ハブとシャフトの締結強度を向上させるために締結区間を単に長く設定するだけでは、ハブ／シャフトの締結部の近傍に設けられたラジアル軸受部の寸法が制限されることになり、その結果軸受剛性等必要な回転支持力を確保することが困難になってしまう。それに対してこのスピンドルモータの構成では、第１ラジアル軸受部はハブの筒状部の外周面において形成されているため、十分な軸受剛性を確保することができる。
【００５３】
請求項３に記載のスピンドルモータでは、請求項２において、第２ラジアル軸受部の径は第１ラジアル軸受部の径より小さく従来と同等であるが、軸受機構全体ではラジアル動圧は大きくなっている。
請求項４に記載のスピンドルモータでは、請求項１において、第１及び第２ラジアル軸受部は筒状部の外周面に形成されているため、ラジアル軸受部の径が従来に比べて大きくなっている。このため、ラジアル軸受部において周速が増し、発生する動圧が大きくなる。
【００５４】
請求項５に記載のスピンドルモータでは、請求項４において、筒状部の外周面において第１及び第２ラジアル軸受を構成する部分の外径は同一であり、スリーブの２つのラジアル内周面の内径は同一であるため、２つのラジアル軸受部の同軸度が向上している。
請求項６に記載のスピンドルモータでは、請求項１〜５のいずれかにおいて、軸受機構は、シャフトのスラスト面とスリーブのスラスト面との間にスラスト軸受部をさらに有しているため、スラスト軸受部によってスラスト動圧を発生することができる。
【００５５】
請求項７に記載の記録ディスク駆動装置では、前述のシャフトとハブの締結強度が向上したスピンドルモータ備えていることによって、記録媒体を安定して回転させることができる。
請求項８に記載の記録ディスク駆動装置では、前述のシャフトとハブの締結強度が向上したスピンドルモータ備えていることによって、記録媒体を安定して回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのスピンドルモータの縦断面概略図。
【図２】ハブとシャフトの締結部及び第１ラジアル軸受部の縦断面概略図であり、図１の部分拡大図。
【図３】第２実施形態におけるハブとシャフトの締結部及び第１ラジアル軸受部の縦断面概略図。
【図４】第３実施形態としてのスピンドルモータの縦断面概略図。
【図５】一般的なハードディスク装置の概略構成図。
【符号の説明】
１ スピンドルモータ
１１ スリーブ
１４ ハブ
１５ シャフト
２１ 第１ラジアル軸受部
３３ 筒状部
３８ 内周面
４１ 上側部
４２ 外周面
４９ ねじ孔
８８ ディスク用クランプ（クランプ部材）
８９ ねじ部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドルモータ、特に、ハブとその中心孔内に嵌合されたシャフトとから構成される回転部材を有するスピンドルモータに関する。本発明は、さらに、前記スピンドルモータが採用された記録ディスク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク等の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクと同心に配置された回転駆動用のスピンドルモータを装置内に有している。このスピンドルモータは、主に、電機子コイルを有する静止部材と、コイルに対向するロータマグネットを有する回転部材と、回転部材を静止部材に回転自在に支持する軸受機構とから構成されている。
【０００３】
このようなスピンドルモータの一例として、シャフト回転型のスピンドルモータが知られている。このスピンドルモータでは、回転部材はハブとその中心孔内に一端が嵌合されたシャフトを有しており、静止部材は回転部材のシャフトを内周側に収容する中空円筒状のスリーブを有している。ハブは、概ね、円板形状の部材であり、外周縁に軸線方向に延びる筒状部が形成されている。筒状部の内周側にはステータコイルが設けられ、外周側の鍔部には複数の記録ディスクが固定されている。記録ディスクの固定手段としては、記録ディスクを鍔部端面にクランプするためのクランプ部材と、それをハブに固定するためのねじ部材とから構成されている。このため、回転部材にはねじ部材が螺合するためのねじ孔が形成されていることになる。また、軸受機構としては、スリーブとシャフトとの間に例えば流体動圧軸受が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
昨今の記録ディスク駆動装置が搭載されるパーソナルコンピュータ等の機器の小型化及び薄型化の傾向並びに記録ディスク駆動装置のディジタルカメラ等小型機器への応用等使用される製品の多様化によって、記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータ自体も小型化並びに薄型化することが要求されている。したがって、スピンドルモータにおいては、回転部材であるハブの薄肉化が進んでいる。
【０００５】
ハブの薄肉化が進むと、ディスク用クランプを回転部材に固定するためのネジ孔は、ハブに形成することができず、シャフトの端面に形成されるようになっている。そして、ディスク用クランプは、ねじ部材によって中心部分がたわまされることによって、その外周部からたわみ反力を記録ディスクの内周部に与えている。したがって、ハブの外周部は、常に、ディスク用クランプからのクランプ力によって、クランプ部材と反対側に押されている。
【０００６】
このようにクランプ力が作用すると、ハブがたわみ変形してしまう。そのため、ハブ／シャフト間の精度（直角度）に狂いが生じＲＲＯ(Repeatable Run-Out：繰り返し振れ）が悪化したり、あるいはハブ／シャフト間の締結が外れたりするという問題が生じる。
特に、ハブの薄肉化が進むと、ハブ／シャフトの締結区間が短くなるため、シャフトとハブの締結強度が十分に得られなくなる。そのため、前記問題がより顕著になることが考えられる。
【０００７】
以上に述べたシャフトとハブの締結強度低下の問題については、様々な対策が考えられるが、各対策はそれぞれ問題を包含している。例えば、ハブ／シャフトの圧入時の締め代を大きくする方法では、ハブ／シャフトへの負担（締結の残留応力等）が大きくなり、塑性変形が生じることで、かえって回転精度を悪化させる懸念がある。また、クランプ力を小さくする方法では、記録ディスクのズレ,飛散が懸念される。
【０００８】
本発明の課題は、ハブの中心孔に締結された回転シャフトの一端の端面にディスク用クランプをたわませるためのねじが螺合するためのねじ孔が形成されたスピンドルモータにおいて、ハブに作用するクランプ力によるハブ／シャフト締結部の不具合を適切に解消することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のスピンドルモータは、静止部材と、ハブと、シャフトと、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えている。静止部材は中空円筒状のスリーブを有する。ハブは、中心孔が形成された円板状部と、円板状部の内周縁から軸線方向に突出する筒状部とを有する。シャフトは、スリーブの内周面の半径方向内側に配置された部材であって、一端が筒状部の内周面に嵌合されている。シャフトの一端の端面には、ディスク用クランプをたわませるためのねじ部材が螺合するねじ孔が形成されている。軸受機構は、ハブ及びシャフトを静止部材に対して回転自在に支持するための機構である。ステータコイルは静止部材に固定されている。ロータマグネットは、ステータコイルに対向するようにハブに固定され、ステータコイルと協働して回転磁界を発生する。
【００１０】
このスピンドルモータでは、記録ディスク駆動装置において、ねじ部材はシャフトのねじ孔に螺合することで、ディスク用クランプをたわませている。このため、ディスク用クランプは記録ディスクをハブとの間で挟みつけている。
シャフトにねじ孔を形成することで、ハブの円板状部を薄肉化することができるが、その一方でこの構成によってハブに対するクランプ力がハブの外周部を軸線方向片側に押し付けるように作用している。そのため、クランプによってハブはたわみ変形し、ハブがシャフトに対して嵌合部において傾き、嵌合部の軸線方向先端側で締結が外れるという事態が起こりやすいと考えられる。
【００１１】
しかし、このスピンドルモータでは、ハブの筒状部がシャフトに締結されることで、ハブ／シャフト間の接触面積を十分に確保することができ、十分なハブ／シャフト締結強度を得ることができる。したがって、クランプ力が作用したときにハブとシャフトの締結が外れにくくなっている。
請求項２記載のスピンドルモータでは、請求項１において、軸受機構は、筒状部の外周面とスリーブのラジアル内周面との間に潤滑流体を保持すると共に、前記潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成された第１ラジアル軸受部を含んでいる。
【００１２】
このスピンドルモータでは、第１ラジアル軸受部は、ハブの筒状部の外周面において形成されているため、ラジアル軸受部の径が従来に比べて大きくなっている。このため、ラジアル軸受部において周速が増し、発生する動圧が大きくなる。
また、ハブとシャフトの締結強度を向上させるために締結区間を単に長く設定するだけでは、ハブ／シャフトの締結部の近傍に設けられたラジアル軸受部の寸法が制限されることになり、その結果軸受剛性等必要な回転支持力を確保することが困難になってしまう。それに対してこのスピンドルモータの構成では、第１ラジアル軸受部はハブの筒状部の外周面において形成されているため、十分な軸受剛性を確保することができる。
【００１３】
請求項３に記載のスピンドルモータでは、請求項２において、軸受機構は、シャフトの外周面においてハブの筒状部に覆われていない部分とスリーブのラジアル内周面との間に潤滑油を保持すると共に、潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成された第２ラジアル軸受部をさらに含んでいる。
このスピンドルモータでは、第２ラジアル軸受部の径は第１ラジアル軸受部の径より小さく従来と同等であるが、軸受機構全体ではラジアル動圧は大きくなっている。
【００１４】
請求項４に記載のスピンドルモータでは、請求項１において、軸受機構は、筒状部の外周面とスリーブの２つのラジアル内周面との間に潤滑流体を保持すると共に、潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成された第１及び第２ラジアル軸受部を含んでいる。
このスピンドルモータでは、第１及び第２ラジアル軸受部は筒状部の外周面に形成されているため、ラジアル軸受部の径が従来に比べて大きくなっている。このため、ラジアル軸受部において周速が増し、発生する動圧が大きくなる。
【００１５】
請求項５に記載のスピンドルモータでは、請求項４において、筒状部の外周面において第１及び第２ラジアル軸受を構成する部分の外径は同一であり、スリーブの２つのラジアル内周面の内径は同一である。
このスピンドルモータでは、２つのラジアル軸受部の同軸度が向上している。
請求項６に記載のスピンドルモータでは、請求項１〜５のいずれかにおいて、軸受機構は、シャフトのスラスト面とスリーブのスラスト面との間に潤滑流体を保持すると共に、潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成されたスラスト軸受部をさらに含んでいる。
【００１６】
このスピンドルモータでは、スラスト軸受部によってスラスト動圧を得ることができる。
請求項７に記載の記録ディスク駆動装置は、ハウジングと、ハウジングの内部に固定された請求項１〜６のいずれかに記載の前記スピンドルモータと、ハブの円板状部に固定された情報を記録できる円板状記録媒体と、記録媒体の所要の位置に情報を書込又は読み出すための情報アクセス手段とを備えている。
【００１７】
この記録ディスク駆動装置では、前述のシャフトとハブの締結強度が向上したスピンドルモータ備えていることによって、記録媒体を安定して回転させることができる。
請求項８に記載の記録ディスク駆動装置は、請求項７において、シャフトのねじ孔に螺合するねじ部材と、ねじ部材によってたわまされ記録媒体をハブにクランプするディスク用クランプとをさらに備えている。
【００１８】
この記録ディスク駆動装置では、前述のシャフトとハブの締結強度が向上したスピンドルモータ備えていることによって、記録媒体を安定して回転させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
１．第１実施形態
（１）スピンドルモータ全体の構成
図１は本発明の一実施形態としてのスピンドルモータ１の概略構成を模式的に示す縦断面図である。このスピンドルモータ１は記録ディスク駆動用スピンドルモータであり、ハードディスク等の記録ディスク駆動装置の一部を構成している。
【００２０】
なお、図１に示すＯ−Ｏがスピンドルモータ１の回転軸線である。また、本実施形態の説明では便宜上図１の上下方向を「軸線上下方向」とするが、スピンドルモータ１の実際の取付状態における方向を限定するものではない。
図１において、このスピンドルモータ１は、主に、静止部材２と、回転部材３と、回転部材３を静止部材２に回転自在に支持するための軸受機構４とを備えている。スピンドルモータ１は、さらに、静止部材２に固定されたステータ６と、回転部材３に固定されたロータマグネット７を備えており、両部材によって、回転部材３に対して回転力を与えるための磁気回路部が構成されている。
【００２１】
（２）静止部材
静止部材２は、ブラケット１０と、このブラケット１０の中央開口内に固定されたスリーブ１１とから構成されている。より詳細には、ブラケット１０の中央開口縁には軸線方向上側に延びる筒部１０ａが形成されており、その内周面にスリーブ１１の外周面が嵌合されている。また、ステータ６は筒部１０ａの外周面に固定されている。
【００２２】
スリーブ１１は、中空円筒状の部材であり、その略中央部には、軸線方向に貫通する貫通孔５１が形成されている。スリーブ１１の貫通孔５１の内周面は、軸線方向上側から下側に向かって以下の順番で並んだ、第１ラジアル内周面５３、第２ラジアル内周面５４及び下部内周面５５を有している。第１及び第２ラジアル内周面５３，５４は、軸受機構４の各ラジアル軸受部を構成している（後述）。スリーブ１１の貫通孔５１の下端は、スラストカバー１２によって閉じられている。
【００２３】
（３）回転部材
回転部材３は、軸受機構４を介してスリーブ１１に回転自在に支持された部材であって、外周部に記録ディスク８３が載置されるロータハブ１４と、ロータハブ１４の内周側に位置し、軸受機構４を介してスリーブ１１に軸支されるシャフト１５とを備えている。
【００２４】
ロータハブ１４は、概ね円板状の部材であり、静止部材２やステータ６の上方に近接して配置されている。さらに詳細には、ロータハブ１４は、主に、円板状部３１と、円板状部３１の外周縁から軸線方向下側に延びる筒状部３２と、円板状部３１の内周縁から軸線方向下側に延びる筒状部３３とから構成されている。筒状部３２，３３はともに円筒状である。
【００２５】
筒状部３２の内周面には接着等の手段によってロータマグネット７が固定されている。ロータマグネット７は、ステータ６に半径方向に微小間隙をもって対向して配置され、ステータ６と協働して回転磁界を発生する。つまり、ステータ６のコイルに通電することにより、ステータ６とロータマグネット７との電磁相互作用により、回転部材３にトルクが作用する。
【００２６】
筒状部３２の先端部には外周側に延びる鍔部３４が形成されている。この鍔部３４は、後述するディスク用クランプ８８からのクランプ力を受けるための軸線方向上側端面３５を有している。
（４）ハブとシャフトの締結構造
ハブ１４とシャフト１５は、シャフト１５の上端がハブ１４の中心孔すなわちその内周面に嵌合することで互いに締結されている。より具体的には、図２に示すように、シャフト１５の上側部４１の外周面４２が筒状部３３の内周面３８に圧入されている。なお、両周面間には締結強度向上のため接着剤が供給されていてもよい。
【００２７】
シャフト１５の上側部４１の先端外周側には、段差部４３が形成されている。段差部４３は、軸線方向上側端面４４と、外周面４５とを有し、このため段差部４３が形成された部分は、半径方向の肉厚が他の部分により短い筒状部分となっている。ハブ１４の内周縁の軸線方向上側部分には、段差部４３に対応して内周側突出部３６が形成されている。突出部３６は段差部４３に当接しており、これによりハブ１４とシャフト１５との軸線方向位置決めがなされ、さらにシャフト１５がハブ１４に対して軸線方向上側に抜け出るのが防止されている。
【００２８】
以上に述べた締結構造をさらに詳細に説明すると、筒状部３３とは、円板状部３１の軸線方向下側端面より突出した部分であり、その内周面全てがシャフト１５の外周面４２と密着している。
以上に述べた締結構造において、ハブ１４の筒状部３３に対してシャフト１５が嵌合しているため、従来に比べて締結区間・接触面積が大きくなり、締結強度が向上している。また、ハブ１４の筒状部３３はシャフト１５の肉厚の大きな部分（上側部４１）に締結されているため、段差部４３が形成された薄肉部分に締結されていた従来例に比べて、締め代を大きくすることができる。つまり、ハブ１４とシャフト１５の締結強度をさらに向上させることができる。
【００２９】
このように、ハブ１４とシャフト１５の締結強度が向上するため、半径方向の衝撃がハブ１４に加えられた場合でも、ハブ／シャフト間の精度（直角度）に狂いが生じにくい。
（５）軸受機構
軸受機構４は、回転部材３を静止部材２に対して、より具体的には、ハブ１４及びシャフト１５をスリーブ１１に対して潤滑流体を介して回転自在に支持するための動圧流体軸受機構である。軸受機構４は、第１及び第２ラジアル軸受部２１，２２と、第１及び第２スラスト軸受部２３，２４とを有している。以下、スリーブ１１，ハブ１４及びシャフト１５の構造に触れながら、各軸受部２１〜２４の構造を説明していく。
【００３０】
▲１▼ラジアル軸受部
スリーブ１１の第１ラジアル内周面５３は、図２に示すように、筒状部３３の外周面３７との間に潤滑流体８が保持されるラジアル微小間隙を確保するように対向している。第１ラジアル内周面５３には、潤滑流体８中に動圧を発生するためのヘリングボーン状動圧発生用溝が形成されている。このように、スリーブ１１の第１ラジアル内周面５３と、筒状部３３の外周面３７と、その間の潤滑流体８とによって、第１ラジアル軸受部２１が構成されている。
【００３１】
スリーブ１１の第２ラジアル内周面５４は、第１ラジアル内周面５３より小径であり、シャフト１５の外周面４２の軸線方向下側部分（ハブ１４の筒状部３３に覆われていない部分）との間に潤滑流体８が保持されるラジアル微小間隙を確保するように対向している。第２ラジアル内周面５４には、潤滑流体８中に動圧を発生するためのヘリングボーン状動圧発生用溝が形成されている。このように、スリーブ１１の第２ラジアル内周面５４と、シャフト１５の外周面４２と、その間の潤滑流体８とによって、第２ラジアル軸受部２２が構成されている。
【００３２】
以上に述べたように、第１ラジアル軸受部２１がハブ１４の筒状部３３の外周面において形成されているため、第１ラジアル軸受部２１の半径ｒ１が第２ラジアル軸受部２２の半径ｒ２に比べて大きくなっている。したがって、第１ラジアル軸受部２１では、周速が増し、発生する動圧が大きくなる。また、発生する動圧に余裕がある場合は、筒状部・スリーブ間の隙間寸法を大きくすることができるので、加工に対する要求精度が緩和され、歩留まりの改善や、加工コストの削減等、モータの低コスト化に寄与することができる。
【００３３】
なお、第２ラジアル軸受部２２の半径ｒ２は、シャフト１５の外周面４２と等しいため、従来と同じ大きさであるが、第１ラジアル軸受部２１の半径ｒ１が大きくなっているため、軸受機構４全体ではラジアル動圧は大きくなっている。
また、ハブとシャフトの締結強度を向上させるために締結区間を単に長く設定するだけでは、ラジアル軸受部がハブ／シャフトの締結部の近傍に設けられているため、寸法が制限されることになり、その結果ラジアル軸受部において軸受剛性等必要な回転支持力を確保することが困難になってしまう。それに対してこのスピンドルモータ１の構成では、第１ラジアル軸受部２１はハブ１４の筒状部３３の外周面において形成されているため、締結区間を十分に確保した上で十分な軸受剛性を確保することができる。
【００３４】
▲２▼スラスト軸受部
スリーブ１１の下部内周面５５は、貫通孔５１の下端において第１及び第２ラジアル内周面５３，５４より大径の段部５２を形成している。すなわち、段部５２は、貫通孔５１回りで軸線方向下方を向くスラスト面５６と、前述の下部内周面５５とを有している。
【００３５】
シャフト１５の下端には、スラストフランジ４６が形成されている。スラストフランジ４６は、シャフト１５の下端から半径方向外側に突設された円板状の部分であり、段部５２内においてスラスト面５６に近接して配置されている。スラストフランジ４６は、スリーブ１１のスラスト面５６に対して対向する第１スラスト面４７と、その反対側すなわちスラストカバー１２のスラスト面１２ａ側を向く第２スラスト面４８とを有している。
【００３６】
スラストフランジ４６の第１スラスト面４７及び第２スラスト面４８には、それぞれ、シャフト１５の回転にともない潤滑流体中に動圧を発生するためのヘリングボーン状動圧発生用溝がそれぞれ形成されている。このように、スリーブ１１のスラスト面５６とスラストフランジ４６の第１スラスト面４７とその間の潤滑流体８とによって、第１スラスト軸受部２３が形成されている。さらに、スラストフランジ４６の第２スラスト面４８とスラストカバー１２のスラスト面１２ａとその間の潤滑流体８とによって、第２スラスト軸受部２４が構成されている。
【００３７】
（６）ハードディスク装置の構成
以上、本発明に従う記録ディスク駆動用スピンドルモータ１の一実施形態について説明したが、本発明に従うこのスピンドルモータ１を備えた記録ディスク駆動装置としてのハードディスク装置を例に説明する。
図５に、一般的なハードディスク装置８０の内部構成を模式図として示す。ハウジング８１の内部は塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部に情報を記憶する円板状の記録ディスク８３が装着された前述のスピンドルモータ１が設置されている。加えてハウジング８１の内部には、記録ディスク８３に対して情報を読み書きする磁気ヘッド移動機構８７が配置され、この磁気ヘッド移動機構８７は、記録ディスク上の情報を読み書きするヘッド８６、このヘッドを支えるアーム８５、およびヘッドおよびアームをディスク上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部８４により構成される。
【００３８】
（７）クランプ構造
記録ディスク８３は、図１に示すように、ディスク用クランプ８８及びクランプねじ８９によってスピンドルモータ１に取り付けられている。記録ディスク８３は、軸線方向に並んで配置された３枚の部材であり、内周面がハブ１４の筒状部３２の外周面に嵌合している。また、最下部の記録ディスク８３はハブ１４の鍔部３４の軸線方向上側端面３５に当接しており、各記録ディスク８３の内周端間にはスペーサ９０がそれぞれ配置されている。
【００３９】
ディスク用クランプ８８は、例えばステンレスからなる円盤状の板ばね部材であり、自由状態では中央部が軸線方向上側に突出する湾曲形状になっている。ディスク用クランプ８８はハブ１４の軸線方向上側に近接して配置されている。ディスク用クランプ８８の中心部には中心孔８８ａが形成され、その内周縁は軸線方向上側に開いたテーパ面８８ｂとなっている。また、ディスク用クランプ８８の外周縁には、軸線方向下側に延び最上部の記録ディスク８３の側面に当接している突出部８８ｃが形成されている。
【００４０】
シャフト１５の上端面には、軸線方向に延びるようにねじ孔４９が形成されている。クランプねじ８９はねじ孔４９内に螺合しており、頭部８９ａがディスク用クランプ８８のテーパ面８８ｂに相補的に当接している。このように、ディスク用クランプ８８は、中央部がクランプねじ８９によってシャフト１５に対して軸線方向下側に付勢されて平板状になるようにたわみ、ディスク用クランプ８８はそのたわみ反力を記録ディスク８３に与えている。言い換えると、突出部８８ｃが各記録ディスク８３の内周部をハブ１４の鍔部３４に対して強く押し付けている。
【００４１】
以上に述べたようにディスク用クランプ８８を固定するクランプねじ８９はシャフト１５に固定されているため、ハブ１４に固定されている場合に比べて、クランプ力はハブ１４をたわませて変形させるように働く。具体的には、ハブ１４の外周部が軸線方向下側に移動することでハブ１４はシャフト１５に対して傾き、ハブ１４の締結内周面の上部がシャフト１５の外周面から離れるように変形するようになっている。しかし、この実施形態では、ハブ１４の筒状部３３によって両者の締結強度が向上しているため、クランプ力による不具合は生じにくい。具体的には、ＲＲＯの悪化やハブ／シャフト間の締結外れが生じにくい。
【００４２】
２．第２実施形態
この実施形態では、スピンドルモータ１の基本的な構造は前記実施形態と同様である。したがって、ここでは異なる構造の部分のみを説明する。
図３に示すように、ハブ１４の内周縁に内周側突出部３９を設け、それに対してシャフト１５の上側端面を当接させることで、ハブ１４とシャフト１５の軸線方向位置決めを行っている。
【００４３】
この実施形態では、ハブ１４の円板状部３１の内周面及び筒状部３３の内周面の軸線方向上側部分が、シャフト１５の上側部４１の外周面４２に対して締結される締結内周面３８Ａを形成している。つまり、筒状部３３の内周面の下側部分３８Ｂの径はシャフト１５の上側部４１の外径より大きくなっており、内周面下側部分３８Ｂと外周面４２との間に微小な間隙が確保されている。以上に述べたように、筒状部３３は、前記実施形態とは異なり、その一部のみがシャフト１５の外周面４２に密着している。
【００４４】
３．第３実施形態
この実施形態では、スピンドルモータ１の基本的な構造は前記実施形態と同様である。したがって、ここでは異なる構造の部分のみを説明する。
図４に示すように、ハブ１１４の筒状部１３３の配置をシャフト１１５の外周面全体を覆うようにしている。この結果、第１ラジアル軸受部１２１と第２ラジアル軸受部１２２は、筒状部１３３の外周面１３７によって形成されている。
【００４５】
以上に述べたように、第１及び第２ラジアル軸受部１２１，１２２がハブ１１４の筒状部１３３の外周面において形成されているため、シャフト１１５の外径が従来と同等であるとすると、第１及び第２ラジアル軸受部１２１，１２２の半径ｒ１が従来のラジアル軸受部の半径ｒ２に比べて大きくなっている。したがって、第１及び第２ラジアル軸受部１２１，１２２では、周速が増し、発生する動圧が大きくなる。また、発生する動圧に余裕がある場合は、筒状部・スリーブ間の隙間寸法を大きくすることができるので、加工に対する要求精度が緩和され、歩留まりの改善や、加工コストの削減等、モータの低コスト化に寄与することができる。
【００４６】
さらに、筒状部１３３の外周面１３７とスリーブ１１１の内周面１５３は、第１ラジアル軸受部１２１と第２ラジアル軸受部１２２を形成する部分がそれぞれ同径であるため、第１ラジアル軸受部１２１と第２ラジアル軸受部１２２は同一半径方向位置に配置されている。この結果、第１ラジアル軸受部１２１と第２ラジアル軸受部１２２の同軸度が向上している。
【００４７】
４．他の実施形態
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
具体的には、本発明は、前記実施形態に示された動圧軸受、スピンドルモータ又は記録ディスク駆動装置に限定されるものではない。
【００４８】
また、潤滑流体としては、潤滑油以外に空気を用いてもよい。
さらに、動圧軸受のラジアル・スラスト軸受部を構成する動圧発生溝の形状や形成位置は、前記実施形態に限定されない。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載のスピンドルモータでは、記録ディスク装置において、ねじ部材はシャフトのねじ孔に螺合することで、ディスク用クランプをたわませている。このため、ディスク用クランプは記録ディスクをハブとの間で挟みつけている。
【００５０】
シャフトにねじ孔を形成することで、ハブの円板状部を薄肉化することができるが、その一方でこの構成によってハブに対するクランプ力がハブの外周部を軸線方向片側に押し付けるように作用している。そのため、クランプによってハブはたわみ変形し、ハブがシャフトに対して嵌合部において傾き、嵌合部の軸線方向先端側で締結が外れるという事態が起こりやすいと考えられる。
【００５１】
しかし、この記録ディスク装置では、ハブの筒状部がシャフトに締結されることで、ハブ／シャフト間の接触面積を十分に確保することができ、十分なハブ／シャフト締結強度を得ることができる。したがって、クランプ力が作用したときにハブとシャフトの締結が外れにくくなっている。
請求項２記載のスピンドルモータでは、請求項１において、第１ラジアル軸受部は、ハブの筒状部の外周面において形成されているため、ラジアル軸受部の径が従来に比べて大きくなっている。このため、ラジアル軸受部において周速が増し、発生する動圧が大きくなる。
【００５２】
また、ハブとシャフトの締結強度を向上させるために締結区間を単に長く設定するだけでは、ハブ／シャフトの締結部の近傍に設けられたラジアル軸受部の寸法が制限されることになり、その結果軸受剛性等必要な回転支持力を確保することが困難になってしまう。それに対してこのスピンドルモータの構成では、第１ラジアル軸受部はハブの筒状部の外周面において形成されているため、十分な軸受剛性を確保することができる。
【００５３】
請求項３に記載のスピンドルモータでは、請求項２において、第２ラジアル軸受部の径は第１ラジアル軸受部の径より小さく従来と同等であるが、軸受機構全体ではラジアル動圧は大きくなっている。
請求項４に記載のスピンドルモータでは、請求項１において、第１及び第２ラジアル軸受部は筒状部の外周面に形成されているため、ラジアル軸受部の径が従来に比べて大きくなっている。このため、ラジアル軸受部において周速が増し、発生する動圧が大きくなる。
【００５４】
請求項５に記載のスピンドルモータでは、請求項４において、筒状部の外周面において第１及び第２ラジアル軸受を構成する部分の外径は同一であり、スリーブの２つのラジアル内周面の内径は同一であるため、２つのラジアル軸受部の同軸度が向上している。
請求項６に記載のスピンドルモータでは、請求項１〜５のいずれかにおいて、軸受機構は、シャフトのスラスト面とスリーブのスラスト面との間にスラスト軸受部をさらに有しているため、スラスト軸受部によってスラスト動圧を発生することができる。
【００５５】
請求項７に記載の記録ディスク駆動装置では、前述のシャフトとハブの締結強度が向上したスピンドルモータ備えていることによって、記録媒体を安定して回転させることができる。
請求項８に記載の記録ディスク駆動装置では、前述のシャフトとハブの締結強度が向上したスピンドルモータ備えていることによって、記録媒体を安定して回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのスピンドルモータの縦断面概略図。
【図２】ハブとシャフトの締結部及び第１ラジアル軸受部の縦断面概略図であり、図１の部分拡大図。
【図３】第２実施形態におけるハブとシャフトの締結部及び第１ラジアル軸受部の縦断面概略図。
【図４】第３実施形態としてのスピンドルモータの縦断面概略図。
【図５】一般的なハードディスク装置の概略構成図。
【符号の説明】
１ スピンドルモータ
１１ スリーブ
１４ ハブ
１５ シャフト
２１ 第１ラジアル軸受部
３３ 筒状部
３８ 内周面
４１ 上側部
４２ 外周面
４９ ねじ孔
８８ ディスク用クランプ（クランプ部材）
８９ ねじ部材
Claims (8)
- 記録ディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータであって、
中空円筒状のスリーブを有する静止部材と、
中心孔が形成された円板状部と、前記円板状部の内周縁から軸線方向に突出する筒状部とを有するハブと、
前記スリーブの半径方向内側に配置された部材であって、一端が前記筒状部の内周面に嵌合され、前記一端の端面にはディスク用クランプをたわませるためにねじ部材が螺合するねじ孔が形成されたシャフトと、
前記ハブ及びシャフトを前記静止部材に対して回転自在に支持するための軸受機構と、
前記静止部材に固定されたステータコイルと、
前記ステータコイルに対向するように前記ハブに固定され、前記ステータコイルと協働して回転磁界を発生するためのロータマグネットと、
を備えたスピンドルモータ。 - 前記軸受機構は、前記筒状部の外周面と前記スリーブのラジアル内周面との間に潤滑流体を保持すると共に、前記潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成された第１ラジアル軸受部を含んでいる、請求項１に記載のスピンドルモータ。
- 前記軸受機構は、前記シャフトの外周面において前記ハブの筒状部に覆われていない部分と前記スリーブのラジアル内周面との間に潤滑油を保持すると共に、前記潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成された第２ラジアル軸受部をさらに含んでいる、請求項２に記載のスピンドルモータ。
- 前記軸受機構は、前記筒状部の外周面と前記スリーブの２つのラジアル内周面との間に潤滑流体を保持すると共に、前記潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成された第１及び第２ラジアル軸受部を含んでいる、請求項１に記載のスピンドルモータ。
- 前記筒状部の前記外周面において前記第１及び第２ラジアル軸受部を構成する部分の外径は同一であり、
前記スリーブの前記２つのラジアル内周面の内径は同一である、請求項４に記載のスピンドルモータ。 - 前記軸受機構は、前記シャフトのスラスト面と前記スリーブのスラスト面との間に潤滑流体を保持すると共に、前記潤滑流体に動圧を誘起する動圧発生用溝を設けることで構成されたスラスト軸受部をさらに含んでいる、請求項１〜５のいずれかに記載のスピンドルモータ。
- ハウジングと、
前記ハウジングの内部に固定された、請求項１〜６のいずれかに記載の前記スピンドルモータと、
前記ハブの前記円板状部に固定された、情報を記録できる円板状記録媒体と、前記記録媒体の所要の位置に情報を書込又は読み出すための情報アクセス手段と、
を備えた記録ディスク駆動装置。 - 前記シャフトの前記ねじ孔に螺合するねじ部材と、
前記ねじ部材によってたわまされ、前記記録媒体を前記ハブにクランプするディスク用クランプと、
をさらに備えている、請求項７に記載の記録ディスク駆動装置。
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